Un astrónomo australiano ha resuelto un misterio centenario sobre cómo evolucionan las galaxias de un tipo a otro. El mismo estudio demuestra que la Vía Láctea, la galaxia en la que vivimos, no siempre fue una espiral.
El trabajo del profesor Alister Graham de Swinburne Astronomy Online utiliza conocimientos y observaciones nuevos y antiguos para revelar cómo se produce la especiación de las galaxias. La investigación aparece en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
En las décadas de 1920 y 1930, el astrónomo Edwin Hubble y otros establecieron una secuencia de diferentes anatomías de galaxias, ahora conocida como secuencia de Hubble o diagrama de diapasón de Hubble. Carece de vías evolutivas, pero todavía se usa ampliamente para clasificar las galaxias en función de su apariencia visual.
Las galaxias pueden contener miles de millones de estrellas siguiendo ordenadamente órbitas circulares en un disco abarrotado o zumbando caóticamente en un enjambre esférico o en forma de elipse. Estos discos pueden albergar patrones espirales, con tales galaxias espirales definiendo un extremo de la secuencia de Hubble de larga data.
En esta secuencia, las galaxias con forma de lenteja, conocidas como galaxias lenticulares con una estructura esférica central en un disco sin espiral, se consideraron la población puente entre las galaxias espirales dominadas por discos como nuestra Vía Láctea y las galaxias de forma elíptica como M87.
En el nuevo estudio, el profesor Graham analizó imágenes ópticas del Telescopio Espacial Hubble e imágenes infrarrojas del Telescopio Espacial Spitzer de 100 galaxias cercanas. Al comparar su masa estelar y de agujero negro central, descubrió dos tipos de galaxias lenticulares: viejas y pobres en polvo y ricas en polvo.
Las galaxias lenticulares ricas en polvo se construyen a partir de fusiones de galaxias espirales. Las galaxias espirales pueden tener un pequeño esferoide central más un disco que contiene brazos espirales de estrellas, gas y polvo saliendo del centro. Las galaxias lenticulares polvorientas tienen esferoides y agujeros negros notablemente más prominentes que las galaxias espirales y las galaxias lenticulares pobres en polvo.
En un giro de los acontecimientos, la investigación del profesor Graham ha demostrado que las galaxias espirales residen a medio camino entre los dos tipos de galaxias con forma de lenteja.
“Esto vuelve a dibujar nuestra tan querida secuencia de galaxias”, dice el profesor Graham, “y, lo que es más importante, ahora vemos los caminos evolutivos a través de una secuencia de bodas de galaxias, o lo que los negocios podrían denominar adquisiciones y fusiones”.
Si las galaxias lenticulares pobres en polvo acumulan gas y material, esto puede perturbar gravitacionalmente su disco, induciendo un patrón en espiral y alimentando la formación de estrellas, cambiando su estructura y forma.
La Vía Láctea tiene varias galaxias satélite más pequeñas, como Sagitario y Canis Major, y su estructura revela una rica historia de adquisiciones. La Vía Láctea probablemente alguna vez fue una galaxia lenticular pobre en polvo que acumulaba material, incluido el satélite Gaia Sausage-Enceladus, y con el tiempo evolucionó hasta convertirse en la galaxia espiral en la que vivimos hoy. Las imágenes profundas de innumerables telescopios terrestres en los últimos años han demostrado que esta es una característica común de las galaxias espirales.
Algunas adquisiciones serán más dramáticas. Tal matrimonio está en las cartas en 4 a 6 mil millones de años cuando la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda colisionen.
Su colisión destruirá los patrones espirales actuales en ambas galaxias, lo que producirá una galaxia fusionada con un esferoide más dominante, arrojará muchas nubes de polvo y estará acompañada por un aumento en la masa del agujero negro central. Conducirá al nacimiento de una galaxia lenticular rica en polvo.
La posterior fusión de dos polvorientas galaxias lenticulares parece suficiente para borrar por completo sus discos y crear una galaxia de forma elíptica, incapaz de retener nubes de gas frío que albergan polvo.
De alguna manera, las galaxias lenticulares pobres en polvo aparecen como un registro fósil de las galaxias primordiales del universo. Estas galaxias dominadas por discos son muy antiguas y comunes. La fusión de dos de estos en el universo joven puede explicar la reciente observación por parte del Telescopio Espacial James Webb de una galaxia masiva dominada por esferoides cuando el universo tenía 700 millones de años.
Además, la nueva investigación también ha revelado que la fusión de dos galaxias elípticas es suficiente para explicar las galaxias más masivas del universo en la actualidad, observadas en los centros de cúmulos de galaxias de 1.000 miembros.
El profesor Graham señala que se conocían muchas pistas, pero aún no se habían combinado en una imagen cohesiva. Él dice: “Las cosas cayeron en su lugar una vez que se reconoció que las galaxias lenticulares no son la única población puente como se las describió durante mucho tiempo”.
El nuevo trabajo significa que las galaxias ahora tienen su árbol genealógico. “Es la supervivencia del más apto”, dice el profesor Graham, “lo que en última instancia significa el reinado de los esferoides sobre los discos”. Agrega: “La astronomía ahora tiene una nueva secuencia anatómica y, finalmente, una secuencia evolutiva en la que se ve que ocurre la especiación de galaxias a través del inevitable matrimonio de galaxias ordenado por la gravedad”.
Con información de Monthly Notices
